DE1562261C - Schaltmatrix fur eine selbsttätige Schaltvorrichtung , z. B. eine Selbst wahlfernsprechanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltmatrix für eine selbsttätige Schaltvorrichtung, ζ. B. eine Selbstwählfernsprechanlage, mit wenigstens zwei Sende- und Empfangseinrichtungen, an deren Knotenpunkten bistabile Halbleiter-Schaltelemente angeordnet sind, die mit Lichtquellen optisch gekoppelt sind und die mittels eines kurzzeitigen Lichtimpulses der Lichtquellen in den leitenden Zustand gebracht werden.

Eine derartige Schaltmatrix für Fernsprechanlagen ist aus der deutschen Auslcgeschrift 1 123 706 bekannt. Bei dieser bestehen die Schaltelemente aus einem Fotoleiter, der von einer bistabilen Kippstufe gesteuert wird, die sich aus zwei Lichtquellen, einem Fotoleiter und zwei Schaltkontakten zusammensetzt . und die mit Wechselstrom gespeist wird. Die Verwendung derartiger Schaltelemente führt zu einem erheblichen schaltungstechnischen Aufwand.

Aus der USA.-Patentschrift 2 855 524 ist eine Schältmatrix mit bistabilen Halbleiter-Schaltelementen in Form von PNPN-Dioden für Fernsprechanlagen bekannt, bei der die Schaltelemente mittels Spannungsimpulsen gesteuert werden. Dies erfordert gesonderte Steuerkreise, die jedoch im Signalweg liegen, so daß für eine ausreichende Entkopplung der Steuer- und Signalkreise Entkopplungsdioden verwendet werden müssen, wie dies die deutsche Auslegeschrift 1 164 506 zeigt. In der USA.-Patentschrift 2 855 524 wird auch allgemein die Möglichkeit der Lichtimpulssteuerung der Halblcitcr-Schaltelemente erwähnt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltmatrix der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der in einfacher Weise eine Trennung zwischen den Signalkreiscn und den Steuerkreisen erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Schaltelemente PNPN-Dioden sind, die in den Glcichstrom-Speisekreisen der Sende- und Empfangseinrichtungen angeordnet sind und die durch die Gleichströme der Speisekreise in leitendem Zustand gehalten werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltmatrix mit zwei Fernsprechgeräten,

F i g. 2 eine Schaltmatrix mit mehreren Ein- und Ausgängen für eine größere Anzahl von Fernsprechgeräten,

F i g. 3 einen Teil einer mehrstufigen Schaltmatrix und

Fig..4 ein Blockschaltbild einer mehrstufigen Schaltmatrix.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltmatrix in ihrer einfachsten Form für zwei Fernsprechgeräte/1 1 und A 2, die durch Schaltelemente in Form von lichtcmpfinlichcn, bistabilen PNPN-Dioden /'1. bis F 4 miteinander verbunden sind. IiX und B 2 sind die Tcilnehmerleitungen. E\ und E2 sind die Stromquellen, IA, L2 und L3, ΙΛ sind Spulen, wobei die Stromquellen und die Spulen den Speisestromkreis für Fernsprechgeräte A 1 und A 2 darstellen. Ci und C 2 sind Kondensatoren zum Übertragen der Sprechströme zwischen den Fernsprechgeräten A 1 und /12. /) 1 und 1)2 sind Lichtquellen zum Aktivieren der Dioden /'"1 bis F 4.

Soll zwischen den beiden Fcrnsprechstellen A 1 und A2 eine Verbindung hergestellt werden, so werden die beiden Hörer abgenommen, wobei der Widerstand der Fernsprechkreise klein ist. Sendet die Lichtquelle D1 einen Lichtimpuls aus, so werden die Dioden Fl und F 2 aktiviert, und es kann von der Stromquelle El durch die Spule L2, die Diode F2 und die Leitung Bl zum Fernsprechgerät A 1 und zurück über die Leitung Bl, die Diode Fl und die Spule Ll zur Stromquelle El ein Strom fließen. In derselben Weise fließt nach einem Lichtimpuls der Lichtquelle Ό2 ein Strom von El aus durch L4, F3,

ίο L 3 und E 2. Die Sprechströme in der Sprechkapsel des Fernsprechgerätes Al modulieren den Gleichstrom im linken Teil der Schaltung der F i g. 1 mit einem der Sprache entsprechenden Wechselstrom. Die Wechselstromkomponenten des modulierten Gleichstroms werden durch die Kondensatoren C1 und C2 in den rechten Teil der Schaltung der Fig. 1 übertragen und modulieren den Gleichstrom des Speisekreises des Fernsprechgerätes A 2.

Solange die Hörer der. Geräte abgenommen sind, lassen die Dioden wegen ihrer bekannten physikalischen Eigenschaften den Durchgang des Gleichstroms zu. Werden die Hörer wieder aufgelegt, so wird der Gleichstrom durch die Fernsprechgeräte unterbrochen und damit auch die Verbindung an den Dioden.

Wird der Hörer wieder abgenommen, so fließt erst dann ein Gleichstrom durch die Dioden, wenn diese von einem Lichtimpuls erneut aktiviert werden.

F i g. 2 zeigt eine Schaltmatrix für Fernsprechgeräte Al, A2 ... Am, deren eine Anschlußklemmen mit Erde und deren andere Anschlußklemmen mit den m Eingängen /1... Im der Matrix verbunden sind, die über die Fotodioden FIl, F12.. .FIn, F21, F22. . .Fmn an den Kreuzungspunkten mit den η Ausgängen Ul... Un zusammen geschaltet sind.

Es sind also m · η Kontakte vorhanden. Jeder Ausgang steht weiterhin über eine Spule mit einer geerdeten Gleichstromquelle in Verbindung; ferner ist in jedem Ausgang ein Kondensator vorgesehen, der die Sprechströme weiterleitet.

Jeder Fotodiode ist eine Lichtquelle DIl. .. Dmn zugeordnet, die von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung mit Strom versorgt wird und Lichtimpulse aussendet. Die Lichtquellen können zu einer Lichtquellenmatrix zusammengefaßt werden, die von den Dioden elektrisch getrennt, diesen jedoch analog zugeordnet ist.

Von einem beliebigen Eingang χ aus kann eine Verbindung zu einem beliebigen Ausgang Y in der folgenden Weise hergestellt werden:

Der Hörer des Fernsprechgerätes Ax wird abgenommen und dabei wird z. B. die Lichtquelle Dxy aktiviert, wodurch die Diode Fxy aktiviert wird und zu dem Ausgang Uy durchschaltet. Der Eingang .v bleibt mit dem Ausgang Uy so lange verbunden, wie der Gleichstrom durch die Diode Fxy durch Wicderauflegen des Hörers am Fernsprechgerät Ax nicht unterbrochen wird.

Die Lichtimpulsaktivierung kann auch durch in \-11 Lichtquellen durchgeführt werden. Jeder Strahler aktiviert dann eine senkrechte oder eine waagerechte Reihe. Die Anordnung und Dimcnsionierung wird dabei so gewählt, daß keine Lichtquelle allein eine Diode aktivieren kann, sondern daß die Aktivierung durch zwei Lichtquellen zugleich erlolgen muß. I-rst beide zusammen erzeugen eine Lichtenergie, die zum Aktivieren einer Diode ausreicht.

Aus Fig. 2 ergeben sich folgende Möglichkeiten zur Verminderung der Anzahl der Lichtquellen:

Es ist möglich, m Lichtquellen mit nur einer Lichtquelle für jeden Eingang zu verwenden. Es sei angenommen, daß eine Verbindung, z. B. zwischen dem Fernsprechgerät Ax und dem Ausgang Uy hergestellt wird und daß der Hörer des Fernsprechgerätes Am abgehoben und die Lichtquelle der waagerechten Reihe m betätigt wird. Da an der Spule Ly infolge der Strr mversorgung des Fernsprechgerätes Ax ein Spannungsabfall auftritt, ist die an der Diode Fmy liegende Spannung kleiner als die zu ihrem Aktivieren erforderl'che Spannung, so daß Am nicht mit dem bereits beseizten Ausgang Uy verbunden wird. Statt dessen wird eine andere Diode FmI .. . Fmn aktiviert, da durch eine entsprechende Dimensionierung einer Anzahl von parallelen Kreisen erreicht werden kann, daß nur ein einziger Kreis von mehreren möglichen Kreisen ausgewählt wird.

Die Anzahl der Strahler kann auch auf η Lichtquellen mit je einer pro Ausgang vermindert werden. Es sei wiederum angenommen, daß das Fernsprechgerät Ax mit dem Ausgang Uy verbunden ist, daß der Hörer des Fernsprechgerätes Am abgehoben ist und daß die Lichtquelle der senkrechten Reihe η betätigt wird. Bei den Fernsprechgeräten, deren Hörer wieder aufgelegt worden sind, bleiben die Dioden gesperrt, da an ihnen keine Gleichspannung anliegt. Ferner bleibt die Diode Fxn unbeeinflußt, trotzdem der Hörer des Fernsprechgerätes Ax abgehoben ist, da Ax über Fxy bereits mit Uy verbunden ist. Nur das Fernsprechgerät Am, dessen Hörer abgehoben ist, wird unter den gegebenen Umständen über die Diode Fmn mit dem Ausgang Un verbunden.

Daraus geht hervor, daß unter gewissen Umständen, z. B. wenn die Anlage eine Wahl mit freiem Abtasten einer Anzahl von η Ausgängen zuläßt, eine gemeinsame Lichtquelle ausreicht und daß in allen Fällen erreicht werden kann, daß ein bestimmter Eingang mit einem einzigen, jedoch beliebigen freien Ausgang verbunden wird.

Es ist auch möglich, eine Anzahl von Matrizen nach F i g. 2 zu einer einzigen mehrstufigen Matrize zusammenzufassen. F i g. 3 zeigt die Herstellung der Verbindung über fünf Stufen, wobei die Fernsprechgeräte Al und A 2 über die Stufen Gl, Gl, G 3 und G4, GS miteinander verbunden werden.

Die verschiedenen Stufen sind unter Verwendung von Matrizen nach F i g. 2, jedoch in zweipoliger Ausführung aufgebaut. In F i g. 3 sind nur diejenigen Dioden gezeigt, die im Sprechstromkreis liegen. Auch ist nur einer von mehreren möglichen freien 5c Verbindungskanälen zwischen A 1 und A 2 gezeigt.

Die Stromversorgung besteht aus den Stromquellen El und /-,'2 zusammen mit den Spulen Ll, Ll und Z.3, LA. CA und Cl sind die Kondensatoren, die die Sprechströme weiterleiten. /) 1 bis /)5 sind Lichtquellen in den Stufen G I bis G5, die die DioclenpaareFl-F5 zwischen den Fernsprechgeräten:/·! \-A 2 aktivieren.

Einige Möglichkeiten zur Herstellung einer Verbindung über mehrere Stufen werden an Hand der 6u Fig. 4 beschrieben,'die einen Abschnitt einer Verbindung ίη einer hemsprechvermiltlungsstelle mit den Stufen (»11, G 12, G 2 und G3 zeigt.

In jeder Stufe G11 oder G12 haben fünfzig Teilnehmer Zugang zu zehn Ausgängen (m — 50, η = 10). Die Stufe G2 weist 20 Eingänge auf, die mit 2-10 Ausgängen von 2 · 50 Teilnehmern verbunden sind, und 20 Ausgänge (in — 20, /1 — 20), die zu den Stufen G3 führen, die 30 Eingänge und 24 Ausgänge aufweisen, an die 24 Fernleitungen angeschlossen sind, die sämtlich zu einer Fernverkehrsvermittlungsstelle führen. Sechs Leitungen von der hundert Teilnehmer umfassenden Gruppe führen zu der Stufe G3. Jeder Ausgang der Stufe G 3 weist eine Speisespule und einen Kondensator auf.

Eine gemeinsame Lichtquelle in jeder Stufe kann zum Aktivieren aller freien Verbindungskanäle zwischen z. B. einem Fernsprechgerät χ und einer Fernleitung y verwendet werden, und es kann in allen Fällen erreicht werden, daß nur ein einziger der möglichen Verbindungskanäle benutzt wird.

Es ist zu ersehen, daß für die beiden Stufen GIl und G12 und die gemeinsame Stufe G 2 eine gemeinsame Lichtquelle ausreicht und daß die gemeinsame Lichtquelle für die sechs Eingänge der Stufe G 3 von der hundert Teilnehmer umfassenden Gruppe aus benutzt werden kann oder eine gemeinsame Lichtquelle für die 24 Ausgänge dieser Stufe.

In einer FernsprechvcrmittlungsstcIIe mit den beschriebenen Matrizen wird die Herstellung der Verbindung durch einen sogenannten Markierungswähler bewirkt, der im Zeitpunkt der Herstellung der Verbindung die notwendige Information zum Herstellen der Verbindung besitzt. Werden die Lichtquellen in einer Matrix mit Eingängen für r -\- s Lichtquellen zwecks Aktivierung einer bestimmten Lichtquelle an^- geordnet, so kann der Markierungswähler in einfacher Wese die Verbindung über mehrere Stufen herstellen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltmatrix für eine selbsttätige Schaltvorrichtung, z. B. eine Selbstwählfernsprechanlage, mit wenigstens zwei Sende- und Empfangseinrichtungen, an deren Knotenpunkten bistabile HaIbleiter-Schaltelemente angeordnet sind, die mit' Lichtquellen optisch gekoppelt sind und die mittels eines kurzzeitigen Lichtimpulses der Lichtquellen in den leitenden Zustand gebracht werden, dadurch ge ke η nzeich ne t, daß die Schaltelemente (FH bis Fmn) PNPN-Dioden sind, die in den Gleichstrom-Speisekreisen der Sende- und Empfangseinrichtungen angeordnet sind und die durch die Gleichströme der Speisekreise in leitendem Zustand gehalten werden.

2. Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei m -Matrixeingängen und η Matrixausgängen in Lichtquellen den Schaltelementen der Eingänge und η Lichtquellen den Schaltelementen der Ausgänge zugeordnet sind und daß die Lichtimpulse der Lichtquellen derart bemessen sind, daß ein Lichtimpuls einer der m Lichtquellen zusammen mit einem I.chtimpuls einer der η Lichtquellen ein Schaltelement betätigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen